浅析环境化学实验教学改革与创新

王展 邹洪涛 杜立宇 吴岩

[摘 要] 为了解决当前环境化学实验教学中存在的问题，建议通过更新实验内容、引入多媒体教学和网络教学模式，完善实验室配备及管理，建立科学的成绩考核机制等，激发学生的学习兴趣，为学生拓宽学习渠道和实验学习平台，调动学生的学习积极性，以期达到提高学生实验操作能力和综合素质能力的目的。

[关键词] 环境化学;实验教学;网络教学

[作者简介] 王 展（1979—），女，辽宁大连瓦房店人，博士，沈阳农业大学土地与环境学院讲师，主要从事土壤中污染物迁移的研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）29-0382-02    [收稿日期] 2019-04-17

“环境化学”是环境科学或环境工程类专业学生的专业必修课，其配套课程“环境化学实验课”的课程内包括环境分析化学、环境污染化学和污染控制化学三部分内容，重点是环境污染化学部分，着重研究污染物来源及其在环境介质中的存在形态、浓度水平和迁移、转化与降解等环境行为及其影响因素等[1]。环境化学实验将理论与实际相结合，既有化学实验的复杂性，又有环境分析的实际意义[2]，有助于加深学生对环境化学理论知识的理解，牢固地掌握环境化学的基本实验方法和技能[3，4]。

高等教育的目标是培养应用型专业人才，实验教学是全面实现人才培养目标的重要环节[5]。实验教学相对于理论教学更具有直观性、实践性、综合性和创新性，是培养学生创新精神和实践能力的主要途径之一，在高素质创新人才培养中具有不可替代的重要作用[6]。因此如何提高环境化学实验课的教学质量，提升学生从事科学研究和解决实际问题的能力，是实验教学中急需解决的问题。

一、环境化学实验教学中存在的问题

（一）实验教学内容陈旧，不能与环境科学前沿接轨

环境化学实验教材更新较慢，大部分都是验证性的经典实验，缺少与发展前沿相结合的创新性实验，实验内容跟不上环境科学技术的发展趋势。2010年以来，由于学科研究对象扩大，新型污染物种类持续上升，环境化学的研究范围亦随各类问题的出现而延展，污染物环境界面行为探索研究已进入分子水平[1]。但实验内容没有不断更新，不能充分培养学生分析问题和解决问题的实践能力，限制了学生创造性思维的发挥。

（二）教学方法落后，无法激发学生的学习积极性

实验课的知识内容，如：实验原理、仪器使用和实验操作规程等的复杂性和烦琐性，传统的板书式教学和“填鸭式”教学方式枯燥无味。目前的实验课上课方式仍旧是任课教师将实验原理、操作步骤、数据处理方法等都写在黑板上，然后详细讲解整个实验过程、描述会发生的实验现象、强调注意事项。学生并不能很好地理解实验原理和目的，只是“照葫芦画瓢”，被动地完成实验[4]，无法激发学生在实验学习中的积极性。

（三）实验室配备不足，无法满足实验课样品测定需求

由于实验条件有限，本科生实验教学实验室仅有pH、电子天平、紫外＼可见分光光度计、水浴锅、消煮炉等简单的仪器。而且这些仪器的数量也有限，不能满足学生实验课样品测定的需求。如在苯酚的光降解速率常数测定中，学生分组测定不同光照时间下苯酚的含量，需要排队使用分光光度计。由于分组数量多，每组学生都需要测定标准曲线及待测样品，导致学生在上课时间内不能完成样品的测定，甚至影响下一个班级按时上课。另外本科教学过程中需要使用的较先进的仪器，如：电感耦合等离子体光谱仪（ICP），原子吸收分光光度计等，需要联系学院测试中心，预约到上机时间才能使用。上机时间有限并且上机时间跟学生的上课时间很难正好对接，造成很多学生没有机会亲手使用仪器。

（四）考核方法单一、考核机制不完善

环境化学实验课的学生成绩主要由平时成绩和实验报告成绩组成。平时成绩由课前预习和课堂出席情况组成;实验报告主要是实验过程的描述，实验数据记录、整理及误差分析。在评定过程中多数教师对实验报告的书写等比较看重[4]。这种考核模式下，很难界定哪些学生实际动手操作，哪些学生是直接共享其他同学的实验结果，造成认真完成实验、整理实验报告的学生不能得到公平的分数，严重打击了学生认真完成实验内容的积极性。

二、环境化学实验教学的改革探索

（一）实验内容灵活，紧跟环境研究前沿

在环境化学实验教学中，要不断更新教学内容，与时俱进。在基础性验证实验方面，实验内容不需要拘泥于实验指导书中的内容[6]，学生可以根据自己的想法调整实验材料或者实验方法，比如土壤中砷的测定，供试土壤可以由学生根据自己了解的或感兴趣的环境污染问题而自主选择，供试土壤可以是农田土壤、污灌区土壤、保护地土壤;或者学生可以选择测定其他重金属的含量;而且前处理方法也可以由学生自己选择。

在研究型创新实验方面，实验教学可以与教师的科研课题相结合。结合教师的科研课题申报学校的“大学生创新项目”，实验内容与当前的社会热点进行对接，紧跟学科发展的前言方向，将环境污染的分析检测、化学行为、环境化学行为与当前的环境修复紧密联系起来，从而使学生了解环境学科的前沿发展动态，增强实验教学中学生的主观能动性，培养学生学以致用[5]。

（二）引入多媒体教学和网络教学

在烦琐的实验教学中，提高学生科研兴趣和学习兴趣是重点，因此，需要在教师的教学方式方法上进行改变[4]。在实验教学过程中，引入多媒体教学。结合传统板书教学的同时，将实验内容做成多媒体课件，通过图片和动画，以及相关的教学录像或趣味化学视频，增加课堂的生动性和趣味性[2]，使抽象的实验仪器使用原理、方法，实验的操作步骤、实验过程中的反应现象等形象化、具体化，不仅能使学生快速掌握实验操作要领，同时也会激发学生的学习兴趣，提高学生操作实验的积极性。而且在多媒体课件中可以增加相关的课程外的实验，拓展学生知识面。

（三）增加常用仪器的数量，引进先进仪器

加大对其设备的投资力度，增加常用仪器的数量，引进较先进仪器，逐步完善实验设施[1，2]。环境化学实验目前是小班上课，每次上课人数不超过15人。分小组做实验，每组2～3人。常用的实验仪器需要保证一组或两组一台仪器。保证实验课上每个学生都有机会亲自动手操作仪器。并且在本科生实验教学中引进较先进的仪器，使学生接触、了解先进仪器的使用原理和方法。

（四）改进实验教学考核机制，激发学生的积极性

环境化学实验课的成绩主要分为三个部分，分别占总成绩的50%。一部分是验证性实验，考核项目分为出勤、预习、课堂互动、实验操作、数据记录及实验报告的撰写，每一项占1/6。另一部分是研究创新性实验，考核项目分为文献的总结、科研问题的发现、实验方案设计、实验数据分析及PPT总结汇報，每一项占1/5。真正做到考核从平时抓起，贯穿于整个教学过程，从而激发学生在实验过程中的积极性。

三、结语

随着科技水平的快速发展，政府、公众、科研部门对环境污染问题的关注度日益增强，社会对环保类人才的需求迫在眉睫。环境化学实验教学是理论教学的辅助与延伸，实验教学只有不断改革、不断创新才能满足新时代下对人才培养的需求。

参考文献

[1]王兴磊，刘云庆，李强，等.环境化学实验教学与实际结合的探索与改革[J].广州化工，2017，45（3）：124-125，128.

[2]赵晶瑾，康彩艳.浅谈高校环境化学实验课程的开放式教学[J].广州化工，2017，45（22）：165-166.

[3]田涛.环境化学实验课教学改革与实践[J].课程教育研究，2017（31）：182-183.

[4]赵宽，周葆华，刘海军.科研项目依托下环境化学实验课程体系的构建[J].广州化工，2017，45（24）：181-183.

[5]严云.浅析创新背景下的环境化学实验的课程改革[J].广州化工，2018，46（3）：147-148.

[6]王强.问题式教学法在环境化学实验教学中的应用[J].广东化工，2016，43（18）：171转165.